理念創(chuàng)新締造世界級大港

馬格淇 胡繼梅

廣州港與上海洋山、青島這些港口相比更具河海相通、江海聯(lián)運(yùn)的特點，沿著珠江，船舶從廣州港上可以抵達(dá)佛山、云浮、肇慶、梧州等港口，下可以通過伶仃洋走向世界。這樣的特點也令自動化碼頭的設(shè)計更為復(fù)雜，無法參照過往的經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計建設(shè)。

11月17日，由四航院參與設(shè)計的全國規(guī)模最大的郵輪母港綜合體項目——廣州南沙國際郵輪母港正式開港運(yùn)營，掀開了粵港澳大灣區(qū)航運(yùn)時代的重要篇章。而由四航院率先提出的基于北斗導(dǎo)航全自動化集裝箱碼頭的“廣州方案”更是成為前不久在廣州港口中心召開的智慧港口創(chuàng)新發(fā)展論壇上的熱議話題，智力打造全球首例集“人工智能”“衛(wèi)星導(dǎo)航”“精準(zhǔn)定位”、大數(shù)據(jù)云計算等前沿科技為一體的新一代“全自動化集裝箱碼頭”新標(biāo)桿，建造世界級樞紐港區(qū)，助力粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)。

如何開辟一條具有高度適應(yīng)性的自動化碼頭發(fā)展新道路？道遠(yuǎn)且艱。

早在20年前，四航院便與廣州南沙港區(qū)結(jié)下了不解之緣。2000年6月，針對國內(nèi)港口行業(yè)因中國加入WTO而迎來新一輪建設(shè)熱潮，四航院瞄準(zhǔn)了當(dāng)時仍然是荒蕪一片的珠江河口，在業(yè)界普遍不看好廣州建設(shè)深水海港的背景下，根據(jù)實際的調(diào)研考察率先提出了“利用隱性岸線建設(shè)深水海港”的“大南沙”發(fā)展構(gòu)想，時任廣州市長林樹森當(dāng)即表示高度認(rèn)可，不久廣州市委市政府全面啟動“大南沙”建設(shè)，并迅速納入廣州市“南拓”發(fā)展戰(zhàn)略。隨即南沙港一期工程開工建設(shè)。這座港口的建設(shè)投產(chǎn)，結(jié)束了廣州港沒有深水海港的歷史，為廣州“南拓”城市戰(zhàn)略提供了巨大發(fā)展空間。

2016年，當(dāng)南沙港三期工程6個萬噸級深水泊位即將全面建成投產(chǎn)之際，千里之外的上海港、青島港等港口新港區(qū)已紛紛用上了自動化技術(shù)，上百輛無人導(dǎo)引車依托地下感應(yīng)裝置在港區(qū)縱橫飛馳，集裝箱碼頭自動化技術(shù)已然成熟且成為必然趨勢。而隨著國家“21世紀(jì)海上絲綢之路”戰(zhàn)略的推進(jìn)和廣東自貿(mào)區(qū)南沙片區(qū)的建設(shè)，廣州提出要加快建設(shè)國際性航運(yùn)中心的步伐，南沙港四期應(yīng)勢成為廣州港吹響科技港口建設(shè)的智慧名片。

如何在廣州港實現(xiàn)全自動化碼頭建設(shè)運(yùn)營，成為了四航院在南沙港四期工程設(shè)計中需要面對的難題。

直接照搬市場上成熟技術(shù)和經(jīng)驗自然是最為便捷省事，但廣州港有著與其他港區(qū)全然不同的特點與差異。“廣州港與上海洋山、青島這些港口相比更具河海相通、江海聯(lián)運(yùn)的特點，沿著珠江，船舶從廣州港上可以抵達(dá)佛山、云浮、肇慶、梧州等港口，下可以通過伶仃洋走向世界。這樣的特點也令自動化碼頭的設(shè)計更為復(fù)雜，無法參照過往的經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計建設(shè)。”四航院科技處處長兼港航事業(yè)部總經(jīng)理覃杰談起當(dāng)時對于南沙港四期的構(gòu)想時，依然是心潮澎湃，他表示，盡管全自動化集裝箱碼頭技術(shù)趨向成熟，但在南沙港的實際情況面前，依舊需要有重大的創(chuàng)新突破才能讓自動化技術(shù)得到實際運(yùn)用。

在以往經(jīng)驗難以借鑒的情況下，四航院的設(shè)計團(tuán)隊注意到，為適應(yīng)南沙港區(qū)水轉(zhuǎn)水的高比例等特點，集裝箱堆場宜平行碼頭岸線布置。但目前國內(nèi)外絕大多數(shù)全自動碼頭的堆場均采用垂直方式布置，若四期工程照搬以往，將拉長水轉(zhuǎn)水運(yùn)輸線路，增加建設(shè)、運(yùn)營成本，降低裝卸效率;于是，四航院立足于南沙港實際情況，創(chuàng)新性采用了碼頭堆場水平布置的形式，極大地完善了碼頭布局，提升了碼頭整體裝卸能力。

同時，四航院的設(shè)計團(tuán)隊更突破性地將研究目光從“地下”的感應(yīng)裝置轉(zhuǎn)移到了“天上”的導(dǎo)航衛(wèi)星。創(chuàng)新采用基于北斗導(dǎo)航的無人駕駛智能集卡IGV作為水平運(yùn)輸設(shè)備。不同于上海、青島等港區(qū)采用基于磁釘導(dǎo)航的自動化導(dǎo)引車AGV作為水平運(yùn)輸設(shè)備，IGV無需再在港區(qū)鋪設(shè)大量感應(yīng)磁釘，在建設(shè)成本得到極大控制的同時，也使得自動化運(yùn)輸設(shè)備更加靈活，更為改建目前國內(nèi)大量非自動化碼頭提供了新思路。

在南沙港四期工程項目中，四航院創(chuàng)造性地將智能駕駛技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)運(yùn)用于具有封閉環(huán)境特點的港區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)了“江海聯(lián)運(yùn)”流程可以在自動化區(qū)域內(nèi)完成的高難度要求，高度契合綠色節(jié)能、經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)計理念。這一頗具科技含量和重要意義的“廣州方案”，甫一提出便得到了熱議和贊嘆。

與此同時，四航院設(shè)計團(tuán)隊勇于創(chuàng)新，在港口基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了四個“國內(nèi)首創(chuàng)”。國內(nèi)首例在10萬噸級深水泊位應(yīng)用大直徑鋼管組合板樁結(jié)合鋼拉桿結(jié)構(gòu)，減少開挖、拋泥，陸上施工便捷高效;國內(nèi)港口首次大規(guī)模應(yīng)用新材料泡沫輕質(zhì)土，治理不均勻沉降的質(zhì)量通病;國內(nèi)港口首次大規(guī)模應(yīng)用綜合管溝技術(shù)，設(shè)置“三縱五橫”，管線入溝率達(dá)到60%以上，減少運(yùn)行維護(hù)成本;國內(nèi)港口首次引進(jìn)海綿城市的概念，生活輔建區(qū)通過綠色屋頂、透水鋪裝、下凹式綠地等海綿設(shè)施外，堆場區(qū)域采用下凹型場地設(shè)計思路，可另為集水提供40000m?的容積量，提高納洪減災(zāi)能力。

通過一系列的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，南沙港區(qū)四期項目的設(shè)備成本、建設(shè)成本、運(yùn)營成本與維護(hù)成本，相較于常規(guī)的自動化集裝箱碼頭均有大幅降低，經(jīng)濟(jì)效益符合航運(yùn)發(fā)展要求。

“廣州方案”，蘊(yùn)含了四航院人“匠心傳承、創(chuàng)新引領(lǐng)”的先進(jìn)理念，助推了廣州國際航運(yùn)樞紐中心的高質(zhì)量發(fā)展。在2020年下半年，這座“滿滿黑科技”的南沙港區(qū)四期碼頭即將建成并投入運(yùn)營，也將由此締造南沙港區(qū)乃至粵港澳大灣區(qū)的建港奇跡。